測繪工程測量中無人機遙感技術(shù)運用探討

摘 要：無人機遙感技術(shù)是一種利用無線電遙控設(shè)備及加載好的程序控制裝置獲取測繪信息的現(xiàn)代化測繪技術(shù)，具有經(jīng)濟適用性好、測繪效率高、測繪數(shù)據(jù)時效性強且準確度高的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于測繪工程測量中，比如說復(fù)雜環(huán)境下的測繪作業(yè)，以及現(xiàn)代化礦山建設(shè)、自然災(zāi)害救援中。技術(shù)應(yīng)用過程中，需按照像控點布設(shè)、相機檢校、航線設(shè)計、航空攝影、高精度加密計算、內(nèi)業(yè)測圖和外業(yè)測繪的程序作業(yè)。

關(guān)鍵詞：測繪工程測量;無人機遙感技術(shù);運用

中圖分類號：P237 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）13-0135-02

所謂測繪工程，是指利用現(xiàn)代化測繪技術(shù)，測定地球及其他行星形狀、大小、重力場的項目，研究、測繪對象包括地物、地貌及地下的地質(zhì)構(gòu)造、水文、礦產(chǎn)等[1]。一般情況下，測繪工程可獲取表面的地物、地形在水平面上的投影位置及高程等信息，再按照一定比例縮小繪制成地形圖，標(biāo)注上相關(guān)的符號及注記的工作，項目成果包括我們常見的地圖、旅游線路圖等[2]。測繪工程測量受測繪技術(shù)的影響比較大，采用現(xiàn)代化的先進科學(xué)技術(shù)，比如說無人機遙感技術(shù)，可有效提升工作效率及治療。無人機遙感技術(shù)具有經(jīng)濟適用性好、測繪效率高、測繪數(shù)據(jù)時效性強且準確度高的優(yōu)點，且隨著相關(guān)核心技術(shù)的發(fā)展，其攝影角度愈加豐富，借助無人機三維傾斜攝影技術(shù)，測繪人員可獲取垂直及傾斜等多個方位的地標(biāo)物影像，自動生成三維地理信息模型，實現(xiàn)對于測繪工程區(qū)域的立體、動態(tài)化監(jiān)測。

1 無人機遙感技術(shù)概述

無人機遙感技術(shù)是利用無線電遙控設(shè)備及加載好的程序控制裝置獲取測繪信息的一項技術(shù)。從系統(tǒng)框架上來說，無人機遙感技術(shù)系統(tǒng)主要由無人機飛行平臺、具有飛行控制和任務(wù)設(shè)備管理功能的飛行控制系統(tǒng)、攝影傳感器、地面控制系統(tǒng)組成，在進行測繪工程測量時，作業(yè)人員一般會選擇固定翼無人機和EOS 5DMarkⅡ攝影傳感器[3]。

應(yīng)用無人機遙感技術(shù)進行測繪工程測量，可通過垂直及傾斜等多個角度采集遙感影像，獲取完整、真實的地標(biāo)物信息。相比于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)來說，無人機遙感技術(shù)具有以下幾個優(yōu)勢點：（1）周期短，靈活度高。無人機是一種可遠程控制的現(xiàn)代化測繪設(shè)備，飛行器內(nèi)無需人員操控，可深入地形險峻地段，對于起飛、降落地點可苛刻要求，飛行時受到外界影響較小，可隨時出發(fā)執(zhí)行任務(wù)，且其工作效率高，每周可監(jiān)測面積達到了2100平方公里，獲取清晰圖像數(shù)據(jù)會直接處理，并將結(jié)果傳輸至管理基地，大大節(jié)省人力、時間成本;（2）飛行航線固定，成本低。在執(zhí)行測繪工程測量工作前，技術(shù)人員會根據(jù)目標(biāo)區(qū)域信息設(shè)計飛行航線，并設(shè)置無人機的飛行高度、角度乃至姿勢，可控性強，自動化程度高，能夠有效保證其工作成效，而且，無人機造價低，運行成本低，維護措施簡單;（3）分辨率高，數(shù)據(jù)準確。無人機上攜帶的數(shù)碼相機、彩色數(shù)字攝影機等設(shè)備，都是高精密型數(shù)碼成像式器材，具備垂直、傾斜攝影功能，以及低空捕捉地標(biāo)物多角度影像的能力，近景航拍精度可達亞米級，所獲取的全方位數(shù)字正射影像圖清晰直觀，能夠確保地圖元素的完整性，確保數(shù)據(jù)的準確性及精準度。

2 測繪工程測量中無人機遙感技術(shù)的運用流程

2.1 像控點布設(shè)與相機檢校

在測繪工程測量中，應(yīng)用無人機遙感技術(shù)，首要程序是布設(shè)像片控制點，在這項工作中，可直接加密攝影測量的控制點，也可根據(jù)測圖需求在實地布設(shè)控制點。有學(xué)者經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在采取區(qū)域網(wǎng)布點額時候，應(yīng)該設(shè)置2條航線，設(shè)置12條平高點布設(shè)基線，且在各條航線上設(shè)置高程控制點，并分別布設(shè)5條基線。像控點布設(shè)完成后，全面檢校無人機上攜帶的各類相機，確保各項功能正常，攝像清晰，能夠獲得分辨率達標(biāo)的全方位影響。

2.2 航空攝影

在無人機航測工作開展過程中，首先，應(yīng)該設(shè)計好航線，根據(jù)現(xiàn)有的待測地區(qū)信息，包括大致地形信息，例如山峰、水域、建筑、軍事設(shè)施等地形要素的分布情況，工作時的風(fēng)力風(fēng)向、降雨、起霧、云系高度，光照強度等信息，制定科學(xué)合理的航線，并設(shè)置在不同位置時相機的焦距、像幅;其次，在規(guī)定工作期限內(nèi)，選擇一個天氣晴朗、風(fēng)阻低、云霧少、大氣透明度高且無塵沙飛揚的天氣，進行航空攝影，不過在工作時間設(shè)置上，還需根據(jù)不同區(qū)域的地形條件，根據(jù)規(guī)定的太陽高度角來細化[4]。

2.3 高精度加密計算

將無人機傳輸回來的影像數(shù)據(jù)、像片控點數(shù)據(jù)等集中在一起，進行預(yù)處理后，再導(dǎo)入INPHON軟件主模塊中，進行空中三角測量，應(yīng)用OrthoVista模塊、SeamEditor等，糾正單片，拼接影像并生成正射影像成果，在這一過程中，可應(yīng)用自檢校的平差方式，來消除地球曲率、大氣折光造成的數(shù)據(jù)誤差，確保結(jié)果準確性。此外，測繪人員可將測繪所獲影像和數(shù)據(jù)導(dǎo)入ContextCapture center軟件中，提交任務(wù)進行三角測量解算，合理設(shè)置各項參數(shù)及像控點刺點位置，根據(jù)作業(yè)目標(biāo)選擇建模的區(qū)域、精度及格式，進行實景三維建模[5]。

2.4 內(nèi)業(yè)測圖和外業(yè)測繪

展開內(nèi)業(yè)測圖工作時，以像控點為依據(jù)，利用空中三角測量計算出測圖的控制點、平面坐標(biāo)、高程，再根據(jù)實際情況調(diào)整測量方案，在遇到植被覆蓋的地區(qū)，應(yīng)該進行補測，根據(jù)植物高度調(diào)修正繪圖數(shù)據(jù)，遇到電纜、建筑等獨立物體，應(yīng)該進行精確化測量，并利用計算機軟件制作格式地圖。外業(yè)測繪在實際打印的地圖上進行，作業(yè)人員需嚴格按照國家測繪工程測量標(biāo)準，修正、調(diào)整測量結(jié)果，全面保障結(jié)果準確度，再以統(tǒng)一標(biāo)準，標(biāo)注電纜、通信線路、轉(zhuǎn)折點等，標(biāo)明公路等級、寬度、類型，在準確的位置繪制橋梁、涵洞等構(gòu)筑物，確保各地標(biāo)物的誤差不超過0.5米。

3 測繪工程測量中無人機遙感技術(shù)的具體運用

3.1 復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)用

在測繪工程中，難免會遇到一些復(fù)雜的測量作業(yè)環(huán)境，如若采用人工作業(yè)的方式，風(fēng)險大且效率低，無法獲得令人滿意的結(jié)果。應(yīng)用無人機遙感技術(shù)，能夠全面實現(xiàn)自然資源與空間的監(jiān)測，打破地理環(huán)境、氣候因素對于測量工作的限制，同時保障空間成像精度，確保數(shù)據(jù)的準確性[6]。無人機遙感技術(shù)具有極強的環(huán)境適應(yīng)性，可在單一模型中實現(xiàn)定向測量操作，能夠確保各個目標(biāo)區(qū)域信息采集的完整度、統(tǒng)一性及精確性，再采用多種加密方式處理信息，可有效保障地理信息的安全性。相較而言，無人機遙感技術(shù)是諸多現(xiàn)代化測繪技術(shù)中，對于人工作業(yè)要求最低的，因此也降低了人工作業(yè)成本，確保了作業(yè)的安全性，同時，由于無人機造價低的特點，整體花費較少，被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境的測繪作業(yè)中。

3.2 現(xiàn)代化礦山建設(shè)

在礦山治理中，常常會應(yīng)用無人機遙感技術(shù)進行測繪作業(yè)。比如說，目前社會對于礦山建設(shè)提出了環(huán)保性上的要求，加強礦山環(huán)境治理，促進礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)，成為了目前礦山建設(shè)的主要任務(wù)，借助無人機遙感技術(shù)，通過無人機搭載多種傳感器，可獲取雷達、真彩色、多光譜等多種礦區(qū)遙感數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸至計算機經(jīng)相關(guān)軟件處理后，進行定性或定量分析，可獲取準確即時的信息，明確現(xiàn)階段礦山環(huán)境治理及恢復(fù)現(xiàn)狀，準確評估綠色礦山建設(shè)成果。此外，這項技術(shù)還可用于礦山管理與開發(fā)中，我國礦產(chǎn)開采技術(shù)相對落后，安全保障措施執(zhí)行不到位，開采方式不規(guī)范、缺乏開采規(guī)劃等問題普遍存在，造成了大量礦產(chǎn)資源的浪費，針對這種情況，政府借助無人機遙感技術(shù)，可實現(xiàn)對于礦產(chǎn)開采情況的實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)企業(yè)亂采、亂挖礦山的情況，獲取證據(jù)，給予嚴懲[7]。

3.3 自然災(zāi)害救援

人類社會在發(fā)展過程中，做出了不少破壞自然環(huán)境的行為，這使得目前人類的生存環(huán)境愈發(fā)惡劣，洪災(zāi)、旱災(zāi)、地震、泥石流等自然災(zāi)害的發(fā)生愈加頻繁。自然災(zāi)害的發(fā)生，是不可避免的，但是人們應(yīng)該盡可能快地展開救援，提升救援效率，盡量減少災(zāi)害所致的人員傷亡與財產(chǎn)損失，盡快獲取災(zāi)區(qū)信息，進行災(zāi)后重建，降低自然災(zāi)害造成的不良影響。一般來說，在大型自然災(zāi)害發(fā)生后，災(zāi)區(qū)與外地的道路、通訊都會被阻斷，救援隊伍無法第一時間獲取災(zāi)情信息，影響到了救援工作的進行。無人機遙感技術(shù)能夠突破自然災(zāi)害對于信息的阻斷，迅速獲取災(zāi)區(qū)地形地貌信息，標(biāo)記受害者位置，獲取災(zāi)區(qū)影像，并在第一時間將這些信息傳輸至救援基地，救援團隊根據(jù)上述信息，可迅速制定救援方案，即刻展開救援，縮短受害者得到救援的時間，保障其生命安全。

4 結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，在高新科技支持下，現(xiàn)代測繪技術(shù)體系在理論、技術(shù)上都得到了迅猛的發(fā)展，技術(shù)面貌日新月異，為測繪工程測量成效的全面提升提供了保障。測繪工程測量是目前社會建設(shè)中不可或缺的一項工作，無論是大型工程建設(shè)，還是土地開發(fā)整頓，都是以測繪工作為基礎(chǔ)展開的，而且，其工作量一般比較大，工序復(fù)雜，如果依靠傳統(tǒng)的人工測量方法，工作周期長，效率低，無法保證數(shù)據(jù)的即時性及準確性。無人機遙感技術(shù)的研發(fā)運用，為測繪工程測量的現(xiàn)代化發(fā)展提供了技術(shù)支持，這項技術(shù)操作簡便，自動化程度高，無需人工操控，工作效率高，可在短時間內(nèi)獲取高分辨率圖像及精確度極高的數(shù)據(jù)，且其機械設(shè)備及其維護成本均較低，對于測繪項目的低成本、科技化發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響[8]。

參考文獻

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